对开裂法兰进行了化学成分分析
分析结果表明，该法兰及焊接材料的化学成分均符合相关标准要求。对该法兰颈部外表面及密封面分别进行布氏硬度测试，其布氏硬度测试值符合JB4728-2000标准要求。
在材料化学成分合格、硬度检测合格、管道安装符合技术要求、耐压试验操作规范的前提下，管道法兰在耐压试验过程中开裂，说明产生的缺陷与法兰的内部组织结构或其他未知因素有关。
2 裂纹性质分析
2.1 表面裂纹形貌
将该泄漏法兰从管道上切割下来，对其进行全面宏观检查，发现法兰内表面存在裂纹，长为3mm，宽为0.5mm，裂纹及其附近已经产生锈渍;法兰螺栓孔内表面也发现较多裂纹;法兰密封面及其他位置发现多处非金属夹杂物，个别非金属夹杂物因脱落在法兰密封面表面形成小凹坑，凹坑为2.0mm，为 0.8mm，凹坑的边缘有肉眼可见的微小裂纹。
对同厂家、同批次的其他奥氏体不锈钢法兰进行现场宏观检查，发现多件法兰存在不同程度的缺陷，有的法兰外表面存在肉眼可见的明显裂纹。宏观检查结果进一步表明，法兰泄漏与法兰本身因素有关系。
2.2 剖面裂纹形貌
为进一步探求法兰泄漏的真正原因，随机选择一件同厂家、同批次，且密封面上因非金属夹杂物脱落而形成小凹坑的平焊法兰，对其进行解剖，将其分成大小不均的三份，仔细观察其剖面发现，法兰的6个剖面中有4个剖面有肉眼可见的裂纹，裂纹几乎贯穿整个剖面。
选择其中一个剖面，经粗磨、细磨、腐蚀后观察，裂纹更加明显，几乎贯穿了整个剖面。裂纹具有一定的宽度，大多裂纹空隙处噙含黑色非金属夹杂物，其中有一处夹杂物距离法兰密封面约3.0mm，直径约2.5mm，夹杂物上部至密封面有明显的补焊痕迹，补焊面积约380mm2，补焊深度达3.0mm。
在这条新建的工艺管道上，使用的管道组成件并非是利旧品，而是新购进的产品，在法兰剖面上发现了多处噙含非金属夹杂物的裂纹，可以初步判定：裂纹的产生与大量存在的非金属夹杂物有关。而剖面上的补焊痕迹，却是一种令人费解的、非常不正常的现象。
2.3 金相组织分析
为进一步探求裂纹产生的原因，弄清楚新购买的法兰在组焊到管道上之前是否真的经历了补焊，对法兰剖面裂纹位置进行金相检验。
取1中所述试件，对法兰剖面上有补焊痕迹的位置进行细磨、抛光，在100倍显微镜下观察，裂纹更加清晰，较长的裂纹内部含有体积较大的条状非金属夹杂物(见图2)及剖面上弥散的点状非金属夹杂物;裂纹秃钝，裂纹两侧未见明显异常现象;该处金相组织含枝晶状奥氏体，是典型的奥氏体不锈钢焊接接头组织。
3 裂纹性质判定
超级不锈钢、双相不锈钢、镍基合金钢
法兰、凸缘、突缘、盲板、法兰盖、管板、平焊法兰、对焊法兰
一、可提供的产品材质：
1、超级不锈钢
904L/N08904/1.4539/00Cr20Ni25Mo4.5Cu/015Cr21Ni26Mo5Cu2
1.4529/N08926/Incoloy926/Mo6CuN/Incoloy alloy25-6Mo、
AL-6XN/N08367/1.4501/00Cr21Ni24MoN/Incoloy alloy25-6HN/NAS 255NM、
254SMO/S31254/1.4547/F44/00Cr21Ni25Mo6CuN/015Cr20Ni18Mo6CuN、
654SMo/S32654/1.4652/00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN、
S33400/NAS H840/Incoloy840、
253MA/S30815/1.4835/F45、
310/S31000/20Cr25Ni20/S31020
310S/S31008/06Cr25Ni20
314/S31400/16Cr25Ni20Si2/S38340
304L/S30403/022Cr19Ni10/S30403/
304LN/S30453/022Cr19Ni10N/S30453
316/S31600/06Cr17Ni12Mo2/S31608
316L/S31603/022Cr17Ni12Mo2/S31603
316LN/S31653/022Cr17Ni12Mo2N/S31653
316Ti/S31635/06Cr17Ni12Mo2Ti/S31668
317/S31700/06Cr19Ni13Mo3
317L/S31703/022Cr19Ni13Mo3/S31703
317LN/S31753/022Cr19Ni13Mo4N/S31753
317LMN/S31726/022Cr19Ni16Mo5N/S31726
321/S32100/06Cr18Ni11Ti/S32168
347/S34700/06Cr18Ni11Nb/S34778
384/S38400/06Cr18Ni18/S30608
Nitronic50/XM-19/Fxm-19/S20910/00Cr22Ni13Mn5Mo2N、
Nitronic60/S21800/0Cr17Ni9Mn8Si4N
724L/316Lmod
725LN/310MoLN/S31050/022Cr25Ni22Mo2N/S31053/25-22-2
2、沉淀硬化钢：
17-4PH/630/S17400/1.4542/05Cr17Ni4Cu4Nb/S51740
17-7PH/631/S17700/1.4568/07Cr17Ni7Al/S51700
15-5PH/XM-12/S15500/1.4545/05Cr15Ni5Cu4Nb、
15-7MoPH/632/S15700/1.4532/07Cr15Ni7Mo2AL/S51570
3、双相不锈钢
2205/S31803/F51/1.4462/022Cr22Ni5Mo3N/S22253、
2205/S32205/F60/022Cr23Ni5Mo3N/S22053
2507/S32750/F53/1.4410/022Cr25Ni7Mo4N/S25073
S32550/255/1.4507/F61/329J2L/03Cr25Ni6Mo3Cu2N/S25554
Zeron100/S32760/F55/1.4501/022Cr25Ni7Mo4WCuN/S27603
2304/S32304/1.4362/022Cr23Ni4MoCuN/S23043
3RE60/S31500/1.4424/022Cr18Ni5Mo3Si2N/S21953
329/S32900/F52/1.4460/06Cr26Ni4Mo2/S22693
2101/S32101/1.4162/00Cr21Mn5Ni1.5N
DP3/S31260/022Cr25Ni7Mo3WCuN/S22583
4、纯镍
Nickel200/N02200/2.4060/N6（6号镍）、
Nickel201/N02201/2.4060/N4（4号镍）
5、蒙乃尔合金钢
Monel400/N04400/2.4360、MonelK500/N05500/2.4375/Monel K500
6、哈氏合金钢
Hastelloy C/HC/N10002/2.4819/NS333/NS3303/H03303
Hastelloy C-276/HC-276/N10276/2.4819/NS334/NS3304/H03304
Hastelloy C-4/HC-4/N06455/2.4610/NS335/NS3305/H03305
Hastelloy C-22/HC-22/Inconel622/N06022/2.4602/NS3308/H03308
Hastelloy C-59/
Hastelloy C-2000/HC-2000/N06200/2.4675/NS3405/H03045
Hastelloy B/HB/N10001/2.4800/NS321/NS3201/H03201
Hastelloy B-2/HB-2/N10665/2.4617/NS3203/H03203
Hastelloy B-3/HB-3/N10675/2.4600/NS3203/H03203
Hastelloy B-4/HB-4/N10629/NS3204/H03204
Hastelloy G/N06007/2.4618/NS3402/H03402、
Hastelloy G-3/HG-3/N06985/2.4619/NS3403/H03403
Hastelloy G-30/HG-30/N06030/2.4603/NS3404/H03404
Hastelloy G-35/HG-35
Hastelloy G-50/HG-50/N06950/NS3310/H03310
HastelloyN
7、因科乃尔合金钢
Inconel600/N06600/2.4816/NS312/NS3102/H03102/GH600/GH3600/H36000
Inconel601/N06601/2.4851/NS313/NS3103/H03103
Inconel617/N07617/2.4663
Inconel625/N06625/2.4856/NS336/NS3306/H03306/GH625/GH3625/GH36250
Inconel686/N06686/2.4606/NS3309/H03309
Inconel690/N06690/NS315/NS3105/H03105、
Inconel718/N07718/2.4668/GH169/GH4169/H41690、
Inconel725/N07725、
8、因科罗伊合金钢
Incoloy800/N08800/1.4876/NS111/NS1101/H01101
Incoloy800H/N08810/1.4876/NS112/NS1102/H01102
Incoloy800HT/N08811/1.4954/NS113/NS1103/H01103
Incoloy825/N08825/2.4858/NS142/NS1402/H01402
Incoloy901/N09901/1.4898
Incoloy925/N09925、
Incoloy926/N08926/1.4529/Mo6CuN/Incoloy alloy25-6Mo
9、高温合金钢
Incoloy A286/N66286/1.4980/GH132/GH2132/H21320
V57/1.4606/GH136/GH2136/H21360
Nimonic 75/N06075/GH30/GH3030/H30300
N06219/2.4855/GH128/GH3128/H31280
Inconel X-750/N07750/2.4469/GH415/GH4145/H41450
Inconel718/N07718/2.4668/GH169/GH4169/H41690
Nimonic 80A/N07080/2.4952/GH80A/GH4180A/H40801
HastelloyX/N06002/2.4613/GH536/GH3536
10、精密合金钢
Invar36/K93600/1.3912/4J36/因瓦(INVAR)合金
F15/1.3981/4J29/可伐(Kovar)合金
1J50、
1J79
3J53
11、特殊钢
Alloy31/N08031/1.4562/NS1404
Alloy33/N08033/1.4591/NS1405
Alloy20Cb-3/Carpenter20Cb-3/N08020/2.4660/NS143/NS1403/H01403/GH15/GH1015/H10150
二、规格范围
1/2″－48″0.6Mpa－32Mpa（150Lb ～2500Lb）
三、执行标准
HG20592、HG20615、ASTM B564、ASTM B462、ASTM B16.5、ASTM B16.47、GB9112、DIN2573、JB81-59
四、可提供的品种：
法兰、凸缘、突缘、活套法兰、整体法兰、螺纹法兰、对焊法兰、带颈平焊法兰、带颈承插焊法兰、对焊环带颈松套法兰、板式平焊法兰、对焊环板式松套法兰、平焊环板式松套法兰、翻边环板式松套法兰、法兰盖、带径对焊法兰、带颈平焊法兰、承插焊法兰、衬里法兰盖
平焊法兰 对焊法兰 法兰盖 带颈法兰 承插焊法兰 盲板法兰 带颈平焊法兰
综合上述法兰裂纹形貌、断口特征、裂纹微观形貌及金相组织分析结果，表明裂纹产生在法兰生产过程中，属于沿夹杂物的锻制裂纹。为了消除法兰表面明显的裂纹，在法兰出厂前确实经历了补焊。
4 裂纹成因分析
4.1 大量存在的非金属夹杂物，是裂纹产生的根源
由于制造法兰的锻坯内存在大量的非金属夹杂物，在锻制过程中，体积型夹杂经反复锻制，变成面积型夹杂，使材料内部产生了沿夹杂物的锻制裂纹。体积较大的夹杂物锻制后变成了尺寸较大的裂纹;体积较小的夹杂物锻制后变成了尺寸较小的微裂纹。这些裂纹大多是埋藏裂纹。
锻坯经过机加工后，埋藏裂纹有的变成了表面裂纹，这就是宏观检查中发现法兰内外表面、螺栓孔内存在较多的微裂纹的原因。对于法兰表面尺寸较大的裂纹，为了能让产品出厂，生产厂家采取了打磨→消除表面裂纹→补焊→再次机加工等手段，使法兰外观上看起来没有明显的缺陷。这就是法兰补焊面积380mm2、补焊深度3mm的原因。
4.2 锻制裂纹在试验压力作用下进一步扩展，致使法兰终泄漏
大量存在的非金属夹杂物，会降低材料的塑性和韧性，裂纹内部的夹渣使裂纹的产生应力集中，法兰无法承受外加载荷，致使在耐压试验过程中，试验压力刚刚达到0.6MPa，法兰便开裂泄漏。
5 采取的措施
(1)将所有问题法兰全部更换。
(2)继续查找本装置中使用的同厂家、同批次的其他管件，采用相应检验手段，确认其是否合格。
(3)对新更换的法兰，除了复验其化学成分、力学性能外，还应进行宏观检查，评价其几何尺寸和表面光洁度，并检查是否有非正常几何尺寸不连续处。
